板坯結晶器足輥材質選型及制造工藝淺析

孫坤

（馬鞍山馬鋼表面工程技術有限公司，安徽馬鞍山243000）

板坯結晶器足輥材質選型及制造工藝淺析

孫坤

（馬鞍山馬鋼表面工程技術有限公司，安徽馬鞍山243000）

通過對沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB與奧氏體不銹鋼06Cr25Ni20的化學成分、熱處理制度、特征用途對比分析，結合板坯結晶器足輥工況，得出沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB是制作結晶器足輥的最佳材質，并對其制作工藝流程進行了介紹。

沉淀硬化不銹鋼；06Cr15Ni25Ti2MoAlVB；結晶器足輥

引言

板坯結晶器足輥作為連鑄線關鍵零部件，其綜合機械性能、使用壽命直接關系到整條連鑄線正常運行。

馬鞍山馬鋼表面工程技術有限公司（以下簡稱馬鋼）與合作單位就材質更適合做板坯結晶器足輥，及其制作工藝上產生了爭議。筆者就這一問題進行了關聯檢索、查閱了相關文獻和國家標準，現將查詢的資料進行了整理、分析、比較，得出一定結論，其目的是解決爭議，也在以后的機械設計中，對特殊零部件材料如何選擇提供借鑒和參考。

1 足輥材質對比分析

委方提供的圖紙為最初版外方總包竣工圖，并要求馬鋼表面工程技術公司按國內標準進行轉化后制作。

1.1 沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB

在中國國家標準GB/T20878—2007，《不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學成分》中明確06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（舊牌號0Cr15Ni25Ti2MoAlVB），屬于沉淀硬化型不銹鋼。沉淀硬化不銹鋼是在各類不銹鋼中加入一種或多種合金元素如Cu、Ti、Nb、和Al等促使沉淀硬化。在固溶退火或奧氏體化期間溶解這些元素，然后在增加基體的硬度和強度的時效熱處理期間產生亞顯微沉淀。這類鋼強度高、韌性好，又有很好的耐蝕性能。這類鋼的缺點是熱處理工藝相對復雜。

在標準GB/T20878—2007中同時注明06Cr15Ni25 Ti2MoAlVB可作為耐熱鋼使用。耐熱鋼的定義是在高溫下使用的鋼，實際上它是抗氧化鋼和熱強鋼的總稱?？寡趸撚址Q不起皮鋼或熱穩定鋼。它是在高溫下能抵抗氧化和其他介質的侵蝕，工作溫度高達900～1 100℃，而熱強鋼在高溫下具有較高的強韌性和一定的抗氧化性，其工作溫度可達600～800℃。耐熱鋼的熱強性主要表現在高溫長期工作下抗斷裂的能力（即持久強度）和抗塑性變形的能力（即蠕變強度）。

提高鋼的熱強性的主要措施有固溶強化、晶界強化、沉淀強化、熱處理強化和變形強化等。要取得這些強化效果主要是合金化，即需向鋼中加入合金元素。

鉻、鉬、鎢、鈮能顯著提高固溶體的熱強性，晶界強化的主加元素是硼，若和鈦或鈮復合加入，效果更為明顯。釩、鈮、鈦加入形成的V4C3、NbC、TiC等碳化物在高溫下較穩定，若以細小，球狀沉淀析出，彌散均勻地分布在鋼的基體上，就可獲得高的熱強性［1］。

1.2 奧氏體不銹鋼06Cr25Ni20

06Cr25Ni20作為25-20型奧氏體不銹鋼的典型代表，鋼中鉻、鎳含量都很高，具有很好的高溫抗氧化性、組織穩定性和耐熱性，可以作為高溫（達1 050℃）腐蝕條件下工作的熱穩定鋼使用。

2 足輥制造工藝流程

通過系列對比分析，結合板坯連鑄線工況實際溫度、受力情況、失效機理等等，筆者認為足輥的熱強性是比熱穩定性更重要的技術指標，材質選擇上應該是熱強鋼而非熱穩定鋼，因此沉淀硬化不銹鋼06Cr15Ni25Ti2MoAlVB作為足輥材料更合適。

推薦足輥制作工藝流程為：按國標GB/T 1221—2007選擇06Cr15Ni25Ti2MoAlVB（舊牌號0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）材質的熱軋或鍛制棒料；進行外圓、內孔留加工余量粗加工；按GB/T 1221—2007熱處理制度進行固溶、時效處理；按圖紙精加工到尺寸。

3 結論

以上分析證明馬鋼技術人員轉化材料是準確的。同時筆者通過查找，發現原版外方施工圖明細表中材質為W-Nr（Wdrkstoff-Nummer）“1.4980”，此為德國DIN17007系統數字材料號。對應中國國家標準GB/T 14992—2005，《高溫合金和金屬間化合物》牌號GH 2132，對應中國國家標準GB/T 1221—2007，牌號06Cr15Ni25Ti2MoAlVB。通過對對應牌號的化學成分、熱處理制度等查閱（見表1、表2）［2］，資料顯示完全吻合。

表1 GH2132化學成分表%

表2 GH2132熱處理工藝

［1］陳祝年.焊接工程師手冊［M］.北京:機械工業出版社，2002.

［2］全國熱處理標準化技術委員會編.金屬熱處理標準應用手冊［M］.北京:機械工業出版社，2005.

（編輯：苗運平）

Selection of Material Type and Manufacturing Technology of the Foot Roller of Slab Mould

Sun Kun
（Ma'anshan Steel Surface Engineering Technology Co.，Ltd.，Ma'anshan Anhui 243000）

In this paper，through of precipitation hardening stainless steel 06Cr15Ni25Ti2MoAlVB and austenitic stainless steel 06Cr25Ni20 chemical constituents of the heat treatment system，feature uses comparative analysis，combined with the slab mold foot and condition，that precipitation hardening stainless steel 06Cr15Ni25Ti2MoAlVB is making mold foot and the best material，and its production process are introduced.

precipitation hardening stainless steel；06Cr15Ni25Ti2MoAlVB；mould foot roller

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.18

TF777

A

2095-0748（2016）14-0042-02

2016-06-01

孫坤（1981—），男，四川南部人，學士，現為馬鋼表面工程技術有限公司技術員，工程師，研究方向：機械制造焊接。